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沧州机床附件有限公司

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海洋钻修机保温拖链内部加热形式研究

人气:发表时间:2019-07-05
    渤海海域的海洋石油平台位于我国北方地区,冬季环境温度会达到-15℃左右。钻修井机在冬季作业时,管道内的液体在低温环境中会冻结,因此需要研究一种保温拖链解决管线结冻的问题。
1 研究背景
    通过钻修井机拖链的海水、淡水、饮用水及柴油管道全部采用软管,并且裸露在大气当中(如图1 所示)。由于是间断作业,钻修井机在冬季作业时,管道内的液体在低温环境中会冻结,甚至造成管道开裂,影响到钻/ 修井作业的工作效率。
图1 海洋钻修井机常规拖链
    图1 海洋钻修井机常规拖链
    海洋钻修井机的消防水系统应与平台保持一致,通常采用湿式消防水系统。但渤海海域冬季温度较低,通过拖链的消防水管线为软管,不能进行保温伴热,为避免软管内消防水冻结造成软管破裂、漏水,因此,需将整个消防水环网排空。一旦钻修机区域内发生火灾,后果将不堪设想。
2 保温拖链结构及工作原理
    由于海洋钻修机采用的常规拖链全部为敞开式结构,管线全部暴露在空气中,因此在考虑保温拖链设计时,首先将原有拖链的节距调整到合适的距离,用铝合金型材加以封闭,圆弧过渡处采用双层密封结构。保温拖链主要是由316L 不锈钢链板与316L 上、下盖板组成,链板与链板之间有一层隔热棉,连接采用销轴加螺栓连接固定,上下盖板之间也有一层隔热棉,使得上下盖板成为一个组合件。链板与上下盖板之间采用螺栓固定连接。
    海洋石油平台的钻机和修井机滑移拖链采用持续的热空气吹扫保温,弥补热量高的散失,从而使得相对封闭的拖链内部环境温度达到预定数值。其原理是将自然风通过鼓风机吸入并加压,输送至空气升温箱内,升温箱中布置有循环水加热盘管,通过盘管散热,将循环水的热量传导至进入升温箱的空气,当空气的温度升到规定值后进入设置在拖链内部的空气吹风管道,吹风管道壁上按照规律布局一系列通风孔,升温后的热空气通过这些通风孔进入拖链内部,使相对密闭拖链内部形成温度相对恒温效果。图2 为经过优化的保温拖链工作示意图。
图2 保温拖链结构示意图
    图2 保温拖链结构示意图
3 保温拖链内部加热型式研究
3.1 保温拖链加热源的选择及控制系统
    采用防冻液为热媒加热空气,防冻液最低温值为-25℃,空气管道为全部纯铜结构,每套加热系统的管道长度在50m以上,保证空气在出口温度在规定值,根据保温拖链的长度确定加热器个数。加热装置独立控制,每套加热器的温升在2℃以下。加热器采用瓦特龙品牌,以保证使用稳定性。
3.2 保温拖链内部温度控制系统
    保温拖链内部加热系统采用单独管道进行加热,根据拖链的长度和需要保温管线的数量的多少,确定加热模式;长行程拖链每5m 一套单独热风输送系统,按照每15cm2 排布一根加热管道的模式保证拖链内部温度恒定在规定值。拖链内部每隔一段距离就安装一套温度传感器,通常将每套温度传感器分成四个测温点,可以单独控制每个测温点温度。
4 结语
    通过对钻修井机拖链保温技术的研究,可以防止经过拖链内的海水、淡水、饮用水、柴油及消防水等介质在低温环境中冻结,避免停钻维护工作,有效提高钻井、修井工作效率。因为环境温度低造成钻修井机的软管每一到两年就需要更换,通过保温拖链的研究可以使拖链的使用年限延长到5a 以上。同时通过对保温拖链的有效密封设计,为拖链内的管线和电缆创造了一个相对封闭的环境,减少外部因素(如物体坠落等)对拖链内部管线和电缆的影响及使用寿命。



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